1、 1 第第 1 1 章章 总体方案设计总体方案设计 根据毕业设计任务书要求，确定对某厂房的暖通系统进行机电一体化改造， 达到将厂房的白天工作温度控制在 1822 摄氏度之间，夜晚的非工作时间控制 在 610 摄氏度之间，以节约能源。重点是电动调节阀、微机控制系统和相关软 件的设计，总体方案如下： 1.11.1 机械系统设计方案机械系统设计方案 机械系统主要是设计电动调节阀，用于控制热媒的流量。电动调节阀由电动 执行机构和调节机构组成。具体包括步进电动机、减速器、滑动丝杠、导杆、联 轴器、阀门、机座等。为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用 滑动丝杠螺母副，因为滑动丝杠有自锁功能，比
2、较适合垂直安装。其中螺母用工 程塑料制作，以减少摩擦。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的结构。由于该电动 调节阀是垂直安装的，属于轻载、低速的丝杠传动系统，所以选用了双推-自由 式支撑方式。机械系统中还设计了齿轮减速箱和推进装置箱，用以对这两部分传 动机构进行封闭，支撑。步进电机通过减速装置带动丝杠转动，导杆限制了螺母 的转动，所以螺母上下移动，通过联轴器等连接装置推动阀门的阀芯，达到控制 水流量的目的。 1.21.2 计算机系统计算机系统方案方案 根据毕业设计任务书要求，本次设计的控制系统采用闭环控制方案。 控制用 微机选用 8051 单片机。检测传感元件有温度传感器，温度传感器的 AD 转换模
3、块 选用 ADC0804。LED 显示采用七段 LED 显示快，用于显示工业厂房的室内温度， 锁存器选用 74LS273。步进电机驱动选用专用的 SD-2H044MA 两相混合式步进电 机驱动器，控制步进电机的正反转。此外还设计了一些状态指示灯和操作键，用 于系统运行状态的指示和操作。 1.31.3 传感器选用传感器选用方案方案 本次设计温度传感器采用STT-R-A1-B2-C20-D1-E2 F2 G1 H1-L3-PA-T2- W2-S1型铂电阻温度传感器，测量温度范围为-50100。STT-R系列铂电阻温度 传感器是北京赛亿凌科技有限公司的高科技产品，采用不锈钢外壳封装，内部填 充导热材
4、料和密封材料灌封而成，尺寸小巧，防水防震性能极佳，可达IP67，能 2 够满足对该工业厂房室内环境温度测量的要求。位置传感器选用Honeywell公司 的914CE1-12型限位开关，该产品微型体积，执行广泛可选，精密动作特性，铸 锌外壳，安装支架可选，橡胶密封，预引线，装设在导杆的两个极端位置，用于 步进电机的强停。 第第 2 2 章章 电动调节阀机械部分设计计算电动调节阀机械部分设计计算 机械部分设计计算内容包括:确定系统的负载,确定系统脉冲当量,运动部 件惯量计算,起动及力矩计算,确定步进电动机,运动及导向元件的设计,计算及 选用,绘制机械部分装配图及零件工作图等。 2.1 2.1 确定系统脉冲当量及输出推力确定系统脉冲当量及输出推力 电动调节阀选用永嘉新奥自控阀门有限公司的 ZDLP 型电子电动单座调节 阀。公称直径 DN32 的该型电动调节阀原配用的电动执行机构型号为 361LSA-20， 具体参数见表 2-1 中黑体字部分，耗电功率（额定负载时）为 50VA，最大行程 L 为 30mm，动作速度 2.1mm/s，输出推力为 2000N。
